织物组织结构信息化教学改革的研究与实践

李治江，许 多，陈春晖，吉 强，朱 叶

(塔里木大学，新疆 阿拉尔 843300)

随着信息化教学的发展、互联网技术的普及，在线学习、网络教学平台逐渐被高等院校应用于实际教学[1，2]。织物组织结构作为工科院校的一门专业课程，与机织学、纺织设备工作原理联系紧密，在试织以及毕业设计中广泛应用。如何将信息化教学很好地融合在织物组织结构课程教学，体现纺织工程专业特色的同时，提高教师授课质量和学生学习兴趣及主动性，是一线教师长期探索的问题[3]。信息化教学在教学理念和教学手段方面具有一定优势，能进一步调动学生的主观能动性，提高学生自主学习的动力[4]，并且能充分利用网络素材把学生的兴趣调动起来，线上线下双管齐下。在织物组织结构教学中，以教学内容和教学目标为落脚点，将信息化教学目标与能力目标的培养相结合，对提升任课教师专业知识水平、信息化教学能力和激发学生主动获取知识的积极性具有重要意义[5]。

1 教学现状及存在问题

目前，织物组织结构课程教学以PPT和板书为主，教师以教学大纲为任务，知识点深入不够，教学过程枯燥，学生不能紧跟教师教学思路，无法有效激发学生学习兴趣和主观能动性，难以实现创新型、应用型、复合型人才的培养模式。

1.1 课程教学模式单一

织物组织结构课程教学主要采用讲练结合的方法教授，以教师讲授为主，学生被动听讲的灌输式教学形式开展，教学模式单一，学生积极性不高、自觉性差、运用知识的能力低，缺乏积极探索的精神和创新意识。

1.2 课程教学不够深入

由于课程学时少，织物组织结构课程教学内容十分局限，教学深度不够，未能充分与前沿技术、行业发展、企业需求及创新性思维的建立相结合，存在学生仅对课程硬性记忆，缺乏举一反三的能力，对知识点学习不够透彻等问题。

1.3 课程理解难

织物组织结构课程以二维绘图为主，尤其在复杂组织教授中学生存在理解困难，很难想象出空间结构，导致出现理解偏差以及不能紧跟教师思路的问题。

2 教学组织实施过程

织物组织结构课程不能停留在掌握产品设计与生产流程，应该更加注重学生创新意识的培养和科学方法的实践。针对教学中存在的问题，特别是变化组织、联合组织及复杂组织比较难理解的知识点，需进行信息化教学尝试。以纬二重组织的讲解为例，在教学准备中采用钉钉教学平台。为达到教学目标，在开课前二周下达任务，学生登录教学平台可对纬二重组织进行预习，观看纬二重织物上机织造视频，并分析纬二重组织的特点，在课堂中讨论分析其空间结构及构成系统。课中，通过3D动画演示、C4D仿真等多种方法和手段化解难点，并用4D-box模拟纬二重制备过程，进一步强化重点，培养学生的空间思维、创新能力及使用机织物建模综合分析解决问题的能力。

2.1 纬二重织物建模

以纬二重三维模型为切入点(如图1所示)，可知纬二重织物由一个系统的经纱和两个系统的纬纱构成，经纱上浮与表纬构成表组织，经纱下沉与里纬构成里组织。为进一步观察到纬二重的三维结构，教师需要引导学生观察织物的横截面模型(如图2所示)，从横截面可以观察到经纱和表纬以及和里纬的交织情况，易理解纬二重上机图的画法，以此培养学生的建模能力，为以后工程应用及创新设计夯实基础。

图1 纬二重织物三维模型

图2 纬二重织物横截面模型

2.2 基于织物模型构建上机图

2.2.1 理论分析

在建模后的理论分析中，要始终贯穿空间思维，带领学生一起观察三维模型和横截面，在抽象上机图时采用Excel演示，以便学生理解从表组织和里组织变化成纬二重织物组织的过程，较直接讲解理论知识更形象具体。理论分析能够让学生更容易理解纬二重组织的形成原理及织造原理，帮助学生进行形象化分析，化解难题。

2.2.2 纬二重织物上机图的绘制

应用理论分析对三维模型进行上机图的绘制，如图3所示。通过绘制，学生能直观感受经纬纱的交织情况及经纬组织的形成过程，进一步可以画出纵、横截面，这样从模型到理论再到组织图及上机图的绘制，可激发学生的热情和兴趣，也可以让学生掌握三维建模的方法，同时验证理论分析结果，通过此方法可以让学生掌握难点和重点。

图3 纬二重织物上机图

2.3 使用4D-box制备纬二重织物

应用4D-box制备纬二重织物，学生能直观感受织物的上机制备过程，了解织物实物情况，将织物组织结构与实际织造紧密联系起来。对表组织、里组织以及反面组织和纬二重织物组织进行理论强化学习，更深刻地理解所学知识点。

2.4 创新设计

通过课上三维模型及理论分析，课下学生组建创新设计小组，利用CAD实验室和机织实验室对组织进行创新设计，实现对课程的深入理解。如图4所示，创新设计小组通过4D-box设计了织物图片，4D-box的引入调动了学生学习积极性并深化了学生对织物的认知，可以作为学生面料设计大赛和毕业设计的工具。

图4 学生设计面料图片

3 教学效果

课后，学生组成创新设计小组，在教学平台进行创新性实验并展开交流研讨，并通过纺织CAD教师对织物仿真的实操体验，拓展知识面，培养创新思维能力。学生还可以通过互动平台随时与教师沟通和交流。设计问卷调查学生织物组织结构课程信息化教学效果，通过对调查结果的分析总结，发现信息化教学在织物组织结构课程中的实践取得了一定的成效。

首先，引入信息化教学充分调动了学生学习的积极性，培养了学生的自学能力。采用开放、互动的教学，传递知识的同时，还给学生留有探索、思考和创造的空间，有效增强了自主学习意识和主观能动性，培养了自我激发学习动机、自我组织规划、自我监控、协作学习等能力。

其次，信息化教学有效提高了学生的工程意识和三维建模能力，为学生后续的工厂实习和就业夯实基础。同时，4D-box的使用可以为大学生面料设计大赛做准备。

最后，信息化教学增加了学生的团队合作能力以及创新设计能力。学生以创新设计小组进行面料设计，要求小组成员既要独立思考，又要重视成员之间的沟通和配合。通过现场面料设计，教师能了解学生对知识点的掌握程度，同时使学生对课程的思考广度和深度得到强化。

4 结语

信息化教学手段的使用、优质教学资源的引入，有助于掌握织物组织结构中的重点难点和软件的使用。信息化教学符合当前教学趋势，适用于培养学生的自学能力和相对独立地分析、解决问题的能力，可充分激发学生的学习兴趣，有助于培养新工科形势下的技能型、综合型、创新型纺织工程类专业人才。